페니실린 생산 기업용 공기압축기 선정 가이드
1. 페니실린 생산에서의 공기압축기 엄격한 요구사항
페니실린 생산은 고도로 민감한 생물 발효 공정으로, 보통 산업 표준을 훨씬 넘어섭니다:
- 무균 순수 공기원: 발효 미생물은 공기 질에 매우 민감합니다. 0.01mg/m³를 초과하는 오일 오염이나 미생물 오염으로 공정 실패가 발생할 수 있습니다.
- 안정적인 신뢰성: 연속 생산 특성 상 고장 시 경제적 손실이 커지므로 고품질의 신뢰성이 필수적입니다.
- 엄격한 규격 준수: GMP 규범, ISO 8573 – 1 Class 0 무유 표준, FDA 및 EU GMP 국제 인증을 준수해야 합니다.
2. 공기압축기 기술 선정의 핵심 요소
(1) 무유 압축 기술의 유형 및 적용 시나리오
- 무유 스크류 공기압축기: 동기 기어 구동의 쌍 스크류 로터를 사용한 비접촉 압축. 중대형 기업에 적합한 대용량, 고안정성 특징이 있습니다.
- 무유 소용돌이 공기압축기: 정/동 소용돌이 판의 정밀 운동으로 소음이 낮고 구조가 간단해 중소규모 생산라인에 적합합니다.
- 무유 피스톤 공기압축기: 소용량 요구 시장에서 우수하지만, 자가 윤활 코팅된 피스톤 링을 선택해 수명을 연장해야 합니다.
(2) 주요 부품 설계 사항
- 소재 선택: 압축 챔버 및 배관에 316L 스테인리스 사용으로 부식 방지 효과를 높입니다.
- 밀봉 기술: 전금속 벨로우즈 밀봉 또는 플루오로고무 밀봉으로 부식 환경에도 견딥니다.
- 베어링 구성: 세라믹 베어링 또는 공기 베어링으로 기존 유성 윤활에 따른 오염 위험을 제거합니다.
3. 에너지 소비 최적화의 효과적인 방법
(1) 선진적인 주파수 가변 구동 기술
벡터 주파수 가변 기술을 이용하면, 공기압축기는 실제 공기 사용량에 따라 자동으로 회전 속도를 조절하여 에너지 소비를 줄일 수 있습니다. 통계에 따르면, 이 기술을 적용하면 에너지 소비가 30% 이상 감소합니다. 또한, IE4 이상의 에너지 효율 등급을 가진 모터를 우선적으로 선택하여 에너지 이용 효율을 더욱 높입니다.
(2) 폐열 회수 시스템
공기압축기가 운전 중에 다량의 열을 발생시키는데, 폐열 회수 시스템을 통해 이 열을 온수나 증기로 변환하여 공장 청소나 공정 가열에 사용함으로써 기업의 종합 에너지 소비 비용을 절감할 수 있습니다.
(3) 지능형 연동 시스템
여러 대의 공기압축기를 네트워킹하여 클러스터 제어를 구현합니다. 실시간 공기 사용 요구에 따라 공기압축기의 운전 대수를 지능적으로 조절하여 “큰 말이 작은 소를 끌고 가는” 현상을 방지하고 에너지 이용 효율을 높입니다.
4. 환경 친화적 설계의 중요한 조치
(1) 무유 공정의 환경 보호 이점
무유 공기압축기는 근본적으로 폐유의 발생을 차단하여, 기존 유압식 공기압축기가 폐유 처리 과정에서 환경에 미치는 오염을 방지합니다.
(2) 저배출 냉각 방식
R134a와 같은 환경 친화형 냉매를 우선적으로 선택하여 오존층 파괴를 줄입니다. 동시에 냉각 시스템의 설계를 최적화하여 탄소 배출을 감소시킵니다.
(3) 소음 제어 조치
공기압축기의 설계 및 설치 과정에서 방음 커버, 방진 베이스 등의 조치를 취하여 소음을 85dB 이하로 제어하여 청정 작업장의 소음 요구 사항을 충족시킵니다.
5. 시스템 구성의 최적화 제안
(1) 다단 여과 시스템
전치 여과기(정밀도 5μm), 정밀 여과기(정밀도 0.01μm) 및 살균 여과기(정밀도 0.22μm)를 포함한 3단 여과 시스템을 채용하여 공기원의 순도를 확보합니다.
(2) 심층 건조 시스템
다양한 공정 요구 사항에 따라 냉동식 건조기(이슬점 -20℃)와 흡착식 건조기(이슬점 -70℃)의 조합 또는 막식 건조기를 선택하여 다양한 이슬점 요구 사항을 충족시킬 수 있습니다.
(3) 온라인 모니터링 시스템
온라인 이슬점계, 유분 검출기 및 미생물 계수기 등의 장비를 설치하여 공기원의 품질을 실시간으로 모니터링하여 공기원이 항상 생산 요구 사항을 충족하도록 합니다.
6. 설치 및 유지 보수의 주의 사항
(1) 설치 환경 요구 사항
공기압축기는 건조하고 통풍이 좋은 독립 기계실에 설치해야 하며, 분진과 부식성 가스로부터 멀리 떨어져 있어야 합니다. 동시에 기계실에 양호한 배수 시설이 있어 물이 고이지 않도록 합니다.
(2) 유지 보수 주기 제안
- 2000시간마다 공기 여과기와 정밀 여과기를 교체하여 여과 효과를 보장합니다.
- 매년 실링 부품을 검사하고 교체하여 공기압축기의 기밀성을 확보합니다.
- 3년마다 주기적으로 주요 기기를 전면 보수하며, 베어링 검사, 로터 교정 등을 포함하여 공기압축기의 장기 안정적인 운전을 보장합니다.
(3) 규격 준수 검증 요구 사항
정기적으로 제 3자 기관에 공기압축기의 성능을 검사하도록 의뢰하여 ISO 8573 – 1 Class 0 표준을 준수하는지 확인하고, 관련 검사 보고서를 보관하여 규제 기관의 검사에 대비합니다.
7. 전형적인 사례 분석
- 장비 선정: 두 대의 무유 스크류 공기압축기(단일 대용량 15m³/min)를 선정하고, 폐열 회수 시스템을 함께 적용했습니다.
- 시스템 구성: 3단 여과 및 냉동 + 흡착 건조 조합을 채용하여 공기원의 이슬점이 -40℃ 이하가 되도록 했습니다.
- 지능형 제어: 지능형 연동 시스템을 통해 공기압축기의 클러스터 제어를 구현하여 실시간 공기 사용 요구에 따라 운전 대수를 자동으로 조절했습니다.
- 실시 효과: 연간 종합 에너지 소비가 28% 감소하고, 발효 성공률이 99.7%로 상승하며, 유지 보수 비용이 40% 감소했습니다.
8. 결론 및 전망
페니실린 생산 기업에서 공기압축기의 선정은 여러 측면의 요소를 고려해야 하는 시스템 공학입니다. 기업은 기술 요구 사항, 에너지 소비 비용 및 환경 보호 목표를 종합적으로 고려하여 Class 0 인증을 받은 무유 공기압축기를 선택하고, 시스템 구성과 지능형 제어를 최적화하여 생산의 효율적이고 안정적이며 지속 가능한 운영을 달성해야 합니다. 미래에는 기술의 지속적인 발전으로 공기압축기는 더욱 에너지 절약적이고 지능적이며 환경 친화적인 방향으로 발전하여 페니실린 생산 기업에 더 나은 공기원 보장을 제공할 것입니다.
